大規(guī)模認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)的性能分析

姓名：賈日恒

學(xué)號：0150342003上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院大規(guī)模認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)的性能分析主要內(nèi)容研究背景網(wǎng)絡(luò)模型概述一般認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)性能分析結(jié)論2主要內(nèi)容研究背景網(wǎng)絡(luò)模型概述一般認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)性能分析結(jié)論3研究背景4point-to-point(Shannon1948)Shannon1948已知的信道容量（GaussianChannel）網(wǎng)絡(luò)容量（NetworkCapacity）Kumar2000Multi-Hop(Kumar2000)TxRx研究背景5越來越多的用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)種類、更好的服務(wù)質(zhì)量需求使得無線頻譜資源日益緊缺認(rèn)知無線電[1]技術(shù)被認(rèn)為可以大幅度緩解當(dāng)今頻譜資源稀缺的緊張局面MitolaIII2000[1]J.MitolaIII,“CognitiveRadio-AnIntegratedAgentArchitectureforSoftwareDefinedRadio,”DissertationofDoctorofTechnology,KTH,8May,2000.Availableat：/smash/get/diva2:8730/FULLTEXT01.pdf主要內(nèi)容研究背景網(wǎng)絡(luò)模型概述一般認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)性能分析結(jié)論6網(wǎng)絡(luò)模型概述及相關(guān)工作基本隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯挝幻娣e的二維區(qū)域，n個節(jié)點隨機(jī)分布源節(jié)點-目的節(jié)點（源-目節(jié)點）隨機(jī)配對，多跳方式傳輸源節(jié)點以每秒比特的數(shù)據(jù)量向目的節(jié)點發(fā)送信息

混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯挝幻娣e的二維區(qū)域，n個節(jié)點和m個基站隨機(jī)分布基站只提供中繼服務(wù)，有線連接，帶寬與功率不受限認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

單位面積的二維區(qū)域，n個主用戶節(jié)點和m個次用戶節(jié)點隨機(jī)分布次用戶通過共享主用戶的頻譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

7網(wǎng)絡(luò)模型概述及相關(guān)工作親疏度模型（Rank-basedModel）考慮單一網(wǎng)絡(luò)中的任意兩個節(jié)點i和j，定義j相對于i的親疏度為：基于上式并進(jìn)行加權(quán)歸一化，建立j是i的朋友的概率分布為：引理1：假設(shè)一個單位面積的網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)、均勻得分布著n+1個節(jié)點，源節(jié)點基于親疏度的模型選取目的節(jié)點，則網(wǎng)絡(luò)中任意一對源-目節(jié)點之間的平均距離的分布如下：

8主要內(nèi)容研究背景網(wǎng)絡(luò)模型概述一般認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)性能分析結(jié)論9一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析自組織認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)模型網(wǎng)絡(luò)中包含n個主用戶節(jié)點和m個次用戶節(jié)點節(jié)點隨機(jī)均勻的分布（P.P.P.）單位面積區(qū)域分別被劃分為等面積的主網(wǎng)格

和次網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點按照親疏度模型選取目的節(jié)點，

并組成傳輸對（S-DPair）10混合認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)模型主網(wǎng)絡(luò)中包含l個基站基站規(guī)則均勻得鋪設(shè)在主網(wǎng)絡(luò)中只有主用戶節(jié)點能夠使用基站服務(wù)一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析路由方式拆分任意一對源-目節(jié)點傳輸路徑水平傳輸路徑+垂直傳輸路徑數(shù)據(jù)通過相鄰網(wǎng)格的節(jié)點進(jìn)行接力傳輸11調(diào)度策略TDMA保護(hù)區(qū)域一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析主網(wǎng)絡(luò)容量分析基于TDMA的調(diào)度策略單個主網(wǎng)格的傳輸帶寬為常數(shù)級基于源-目節(jié)點之間平均距離分析穿過任意一個主網(wǎng)格的傳輸路徑數(shù)量上限單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)容量12一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析次網(wǎng)絡(luò)容量分析假設(shè)不考慮干擾非激活主網(wǎng)格區(qū)域頻譜接入概率為100%由于保障主用戶的傳輸質(zhì)量而設(shè)置的保護(hù)區(qū)域使得次用戶的頻譜接入概率降低13Worst：9/25Best：16/25并不會從數(shù)量階上影響次網(wǎng)絡(luò)性能

一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析主網(wǎng)絡(luò)時延分析基于主網(wǎng)絡(luò)中源-目節(jié)點之間平均距離主網(wǎng)格的邊長14次網(wǎng)絡(luò)時延分析基于次網(wǎng)絡(luò)中源-目節(jié)點之間平均距離主網(wǎng)格的邊長假設(shè)主用戶的傳輸間隔時隙為，則

次用戶的傳輸間隔時隙為一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析主網(wǎng)絡(luò)時延分析基于主網(wǎng)絡(luò)中源-目節(jié)點之間平均距離主網(wǎng)格的邊長15次網(wǎng)絡(luò)時延分析基于次網(wǎng)絡(luò)中源-目節(jié)點之間平均距離主網(wǎng)格的邊長假設(shè)主用戶的傳輸間隔時隙為，則

次用戶的傳輸間隔時隙為一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析混合認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的容量分析主網(wǎng)絡(luò)概率路由策略16主用戶節(jié)點以概率P選擇自組織傳輸模式；以概率1-P選擇基站傳輸模式次網(wǎng)絡(luò)頻譜接入概率Worst：2/25Best：8/25一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析節(jié)點社會屬性對于基站數(shù)目的影響

17自組織模式單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)容量基站模式單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)容量平均單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)容量自組織模式單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)容量基站的數(shù)目必須大于一定閾值一般認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)性能分析18節(jié)點社會屬性使得基站數(shù)目的閾值提高主要內(nèi)容研究背景網(wǎng)絡(luò)模型概述及相關(guān)工作一般認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)性能分析結(jié)論19結(jié)論針對自組織認(rèn)知社會網(wǎng)絡(luò)，本